Gesundheit

Tunable bio-imaging-Gerät von terahertz-plasmonik: Nicht-inasive terahertz sensing könnte ein Spiel-wechsler für die Zukunft der Diagnostik

Forscher an der Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) entwickelt haben, ein einfach-zu-verwenden, tunable biosensor auf den terahertz-Bereich. Bilder von Maus-Organen, die mit Ihrer neuen Geräts stellen Sie sicher, dass der sensor ist in der Lage zu unterscheiden zwischen den verschiedenen Geweben. Die Leistung dehnt die Möglichkeiten für terahertz-Anwendungen in der biologischen Analyse und Zukunft der Diagnostik.

Plasmonik sind begehrte Technologien für das Geräte-Anwendungen in Sicherheit, Sensorik und medizinische Versorgung. Sie beinhalten die Nutzung der Anregung von freien Elektronen in Metallen, sogenannte Oberflächen-plasmonen. Eine der vielversprechendsten Anwendungen von plasmonischen Materialien ist die Entwicklung von ultra-empfindliche sensoren.

Die Fähigkeit zu kombinieren, plasmonik mit neuen terahertz – (THz) – Technologien für die Erkennung von winzigen biologischen Proben hat sich bisher bewährt Herausforderung, vor allem, weil der THz-Licht-Wellen, die mit längeren Wellenlängen als das sichtbare, infrarote und ultraviolette Licht.

Nun, Yukio Kawano und Kollegen an der Tokyo Tech Labor für die Zukünftige Interdisziplinäre Forschung von Wissenschaft und Technologie in Zusammenarbeit mit Forschern der Tokyo Medical and Dental University haben einen Weg gefunden, Sie zu überwinden diese Barriere durch die Gestaltung eines in der Frequenz abstimmbaren plasmonen-basierten THz-Gerät.

Eines der wichtigsten features des neuen Geräts ist seine Spirale bull ‚ s eye (SBE) design . Aufgrund seiner sanft abwechslungsreiche grooves, „the groove Zeitraum kontinuierlich änderungen mit der Durchmesser-Richtung, was sich in kontinuierlich frequency-tunable Merkmale“, sagt Kawano in Ihrer Studie, veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte.

Ein weiterer Vorteil des neuen design ist, dass es enthält einen sogenannten Siemens-Stern Blende, die ermöglicht eine benutzerfreundliche Auswahl der gewünschten Frequenz einfach durch ändern der Drehung der Spirale plasmonischen Struktur.

„Das Gerät erhöht auch die elektrische Feldstärke am subwavelength Blende, wodurch eine deutliche Verstärkung der übertragung“, sagt Kawano.

In vorläufigen Experimenten zu beurteilen, wie gut das neue Gerät könnte visualisieren biologische Gewebe, die Forscher erhalten THz-transmission-Spektren für verschiedene Maus-Organe. Für eine weitere Untersuchung, Sie führte auch THz-Kartierung von Maus-tails. Durch den Vergleich von Bildern, die mit und ohne die SBE-design, die Studie zeigte, dass das erstere führte zu einer deutlich verbesserten Fähigkeit zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Geweben wie Haaren, Haut und Knochen.